Компания Ocean Cleanup готовится приступить к уборке океанских просторов от скопившегося там мусора |

Около пяти лет назад голландский предприниматель Бойан Слат (Boyan Slat) организовал проект под названием Ocean Cleanup, целью которого является очистка океана от накопившегося там мусора. И уже сейчас недавно организованная компания Ocean Cleanup имеет в своих руках технологию, способную убрать из моря все Большое Тихоокеанское мусорное пятно (Great Pacific Garbage Patch) всего за пять лет работы. А развертывание первых участков очистительной системы запланировано на 2018 год, на целых два года раньше запланированного срока.
"Сборщик мусора" представляет собой огромную надувную дугу, которая дрейфует в море при помощи якорей, погруженных на определенную глубину. За счет разницы в скорости движения потоков воды на глубине и на поверхности океана эта дуга собирает весь мусор, плавающий на поверхности.

Испытания первого прототипа уборочной системы были проведены в прошлом году в Северном море. Эти испытания длились два месяца и закончились не очень удачно. Но специалисты команды Ocean Cleanup извлекли ценные уроки из этих испытаний и перепроектировали систему практически с нуля.
Изначальная конструкция системы предполагала крепление "уборочной дуги" к морскому дну. В новом варианте системы используются меньшие дуги, прикрепленные к плавающим якорям, находящимся на заданной глубине, где потоки воды движутся медленнее потоков у поверхности океана.
Помимо преимуществ, связанных с использованием энергии естественных морских течений, новый вариант системы обладает мобильностью. В случае возникновения такой необходимости, дуги системы могут быть быстро отбуксированы на новое место морским судном или прибыть туда же, медленно дрейфуя под влиянием ветра и морских течений.

Проект Ocean Cleanup перешел на новый этап его реализации, что было ознаменовано открытием одноименной компании, которая с ноября прошлого году уже успела насобирать 21.7 миллиона долларов в виде пожертвований. Большая часть этих пожертвований была предоставлена филантропами Марком и Линн Бенайофф из Сан-Франциско, Питером Тилом, предпринимателем из Силиконовой долины, и другими известными в определенных крагах людьми.
Первый опытный вариант "мусоросборочной" системы отправится в море неподалеку от западного побережья Северной Америки. После непродолжительного периода испытаний эта система начнет перемещение в сторону Большого Тихоокеанского мусорного пятна, в район которого она прибудет в первой половине 2018 года.
|
|
Компания Kongsberg приступает к строительству первого в мире грузового судна-робота |

Норвежская компания Kongsberg Maritime, специализирующаяся на инновационных технологиях в области морских перевозок, объявила о своих планах касательно строительства первого в мире полностью автономного и электрического грузового судна-контейнеровоза. Это судно будет построено по заказу химической компании YARA Porsgrunn, выпускающей удобрения, и оно будет использоваться для автоматической транспортировки продукции до ближайших морских терминалов.
Компания Kongsberg, специалисты которой уже имеют немалый опыт в деле автоматических перевозок, будет отвечать за разработку, изготовление и эксплуатацию всего комплекса автоматической системы управления. Датчики и элементы управления этой системы будут интегрированы во все системы нового судна, включая и электропривод, аккумуляторные батареи и систему управления движением.
Новое судно будет эксплуатироваться уже с 2018 года. Первый этап эксплуатации будет проводиться под контролем и управлением немногочисленного экипажа. В 2019 году судно начнет курсировать уже в полуавтоматическом режиме, а с 2020 года на его борту уже не останется ни одного человека. Согласно планам компании YARA, озвученных президентом Свейном Торе Холсезером (Svein Tore Holsether), судно будет выполнять грузоперевозки в автоматическом режиме, эквивалентные 40 тысячам ходок грузовых автомобилей за год. Это, в свою очередь, позволит разгрузить автомобильные дороги и улучшить экологическую обстановку в данном регионе.
В настоящее время компания Kongsberg принимает участие сразу в нескольких проектах по автоматизации морских перевозок. Одной из ключевых таких программ является программа AUTOSEA, в рамках которой ведется разработка системы датчиков и программного обеспечения, обеспечивающих предотвращение столкновений судов-роботов с другими морскими судами.
Сейчас в мире несколько компаний занимаются проблемами автоматизации грузовых морских перевозок. Следует особо отметить известную компанию Rolls-Royce, которая в этом году получила грант на исследования от финского агентства по новшествам Tekes. В рамках этого гранта будут выполнены работы по разработке сопутствующей инфраструктуры наземных центров управления автоматическими судами, по разработке систем с искусственным интеллектом и, естественно, разработка технологий автоматического управления.
|
|
Технология Wi-Fi-голографии позволит следить за всем, происходящим внутри комнат и в здании целиком |

Мы все считаем технологию Wi-Fi удобным средством для объединения всех наших устройств в единую сеть и обеспечения высокоскоростного беспроводного доступа в Интернет. Однако, микроволновое излучение, вырабатываемое роутером или точкой доступа, может быть использовано для составления трехмерных изображений, по которым можно судить о происходящем в отдельных комнатах или в здании в целом.
Исследователи из Технического университета в Мюнхене (Technical University of Munich) разработали технологию, получившую название Wi-Fi-голографии, которая при помощи сигналов, отраженных от тел людей и объектов, позволяет получить трехмерное изображение. Этот метод, в первую очередь, может быть использован в промышленных автоматизированных системах управления для отслеживания объектов, принимающих участие в производственном процессе.

"Если бы наши глаза были способны воспринимать микроволновое излучение, мы с вами бы видели такую же точно картину окружающего пространства, как видит наша система" - рассказывает Фридеман Райнхард (Friedemann Reinhard), руководитель исследовательской группы.
На страницах нашего сайта мы уже не один раз рассказывали о возможности использования сигналов Wi-Fi для того, чтобы "видеть сквозь стены". Но достижение немецких ученых отличается от всего, что было создано ранее, они первыми использовали сигналы Wi-Fi и сигналы сетей сотовой связи для получения изображений при помощи голографической обработки.

Голографическая обработка требует наличия одной стационарной (неподвижной) и одной подвижной антенны, которую можно заменить несколькими неподвижными антеннами, установленными в различных местах. Только в последнем случае разрешающая способность получаемых изображений становится несколько ниже. "Эта ситуация сможет выправиться, когда будут приняты и внедрены стандарты Wi-Fi, работающего на частоте в 60 ГГц. На такой частоте мы сможем получать изображения с разрешающей способностью, исчисляющейся в миллиметрах" - рассказывает Фридеман Райнхард.
В настоящее время исследователи продолжают работать в направлении изучения типовых строительных материалов с целью выяснения их прозрачности по отношению к радиоволнам Wi-Fi-диапазона. После таких исследований станет возможным использование Wi-Fi-голографии при проведении спасательных работ, для поиска выживших внутри разрушенных зданий, в новых системах обеспечения безопасности и во многих других областях.
|
|
Ученые IBM создали "баллистические" нанопроводники, которые могут стать компонентами квантовых компьютеров |

Ученые исследовательского подразделения в Цюрихе компании IBM сделали важный шаг на пути к созданию квантового компьютера. Они первыми в истории продемонстрировали технологию "стрельбы" электронами через нанопроводники, изготовленные из полупроводникового материала III-V группы, которые располагались на поверхности кремниевого чипа. Данные исследования проводились в рамках более масштабной программы, нацеленной на поиски и разработки квантовых технологий, способных работать при нормальной температуре окружающей среды.
Упомянутые выше нанопроводники из арсенида индия можно условно назвать двухмерными из-за их очень малой толщины. Для их изготовления использовалась новая оригинальная технология TASE (Template-Assisted-Selective-Epitaxy), которая может быть использована для создания сложных сетей нанопроводников, по которым будет передаваться квантовая информация. "Баллистические" нанопроводники являются идеальной средой для транспортировки электронов, которые во время движения сохраняют неизменными свои квантовые свойства, такие, как энергия, импульс и спин.
Одной из главных проблем, с которыми пришлось столкнуться исследователям IBM, стало не изготовление нанопроводников, а получение качественного полупроводникового материала, в котором не должно было содержаться никаких примесей и дефектов.
И в заключение следует отметить, что электронные связи при помощи баллистических нанопроводников не будут использоваться в самом скором времени для построения квантовых вычислительных систем. Данное направление исследований находится еще на самой ранней стадии и сами исследователи еще не знают, с какими эффектами им придется столкнуться в ближайшем будущем.
Тем не менее, существует вероятность того, что новая технология через несколько лет уже сможет быть использована в квантовых вычислительных системах серии IBM Q, которые доступны сейчас через облачный сервис IBM Cloud. И, вполне вероятно, что к тому моменту новые квантовые технологии уже позволят отказаться от использования сверхпроводящих кубитов, требующих охлаждения до сверхнизких температур.
|
|
Облачный сервис Google Cloud Compute пополнится тысячей тензорных процессоров, которые станут доступны разработчикам систем искусственного интеллекта |

Специалисты компании Google разработали специализированный тензорный процессор второго поколения, имеющий производительность в 45 терафлопс. Четыре таких процессора объединены в модуль, суммарной производительностью в 180 терафлопс, который может использоваться в качестве самостоятельной единицы, обеспечивающей работу алгоритмов глубинного машинного изучения и искусственного интеллекта. А немного позже в этом году система из тысячи таких процессоров, производительностью 44 петафлопса, станет частью облачного сервиса Google Cloud Compute, доступ к которой совершенно бесплатно смогут получить разработчики систем машинного изучения и искусственного интеллекта.
Напомним нашим читателям, что даже первые тензорные процессоры (Tensor Processing Units, TPU) первого поколения, ориентированные на выполнение специализированных задач, демонстрировали в 10-30 раз большую производительность, чем обычные процессоры и графические процессоры. При этом, эффективность работы тензорных процессоров превосходила эффективность других процессоров в 30-80 раз. Именно на тензорных процессорах работала система Alpha Go, которая одержала ряд впечатляющих побед над самыми именитыми игроками в китайскую игру Го.

Тензорные процессоры второго поколения предназначены для выполнения задач двух основных типов, для задач, связанных с изучением и самообучением, и для делания выводов на основе анализируемых данных. При этом, оба типа задач, традиционно реализуемые при помощи разных аппаратных средств и программных алгоритмов, могут выполняться на тензорном процессоре одновременно и синхронизируясь друг с другом.
Тензорные модули с четырьмя процессорами могут быть объединены в группы по 64 модуля, производительность одной такой группы составляет 11.5 петафлопс, и именно такие группы будут использоваться в сервисе Google Cloud Compute. Разработчики смогут программировать все это при помощи TensorFlow, самой распространенной программной оболочки, доступной через сервис GitHub. Также компания разработала унифицированный высокоуровневый программный интерфейс (API), который позволит запускать алгоритмы машинного изучения с минимальными изменениями исходного кода, как на обычных процессорах, так и на графических или тензорных процессорах в любом варианте их комбинаций.
И в заключение следует отметить, что предоставляя бесплатный доступ к "облаку тензорных процессоров", компания Google, со слов ее представителей, преследует единственную цель - ускорить, насколько это максимально возможно, темп исследований в области машинного изучения и искусственного интеллекта, плюс сделать это все максимально открытым и доступным для всех заинтересованных лиц.
|
|
Надувные оранжереи будут снабжать астронавтов свежими продуктами и кислородом на Марсе и Луне |

Проблема снабжения продуктами питания астронавтов, которые когда-нибудь отправятся в длительное путешествие на Марс или на Луну, стоит необычайно остро из-за того, что даже самый современный космический корабль не сможет взять на борт большое количество продуктов питания. И если астронавты будут вынуждены питаться все время сублимированными продуктами, это может поставить под угрозу их здоровье, и, как следствие, успех миссии в целом. Для решения данной проблемы американское космическое агентство НАСА начало реализацию проекта под название Prototype Lunar/Mars Greenhouse, к работе над которым были привлечены ученые из Аризонского университета. И недавно объединенная группа завершила разработку и создание опытных образцов модульных надувных оранжерей, которые будут способны снабжать астронавтов кислородом, свежими и здоровыми продуктами круглый год.

Основой оранжереи является каркас, изготовленный из тонкого легковесного металлического композитного материала, который "обертывается" надувными элементами. Внутри оранжереи создается тщательно контролируемая замкнутая экосистема, которая объединяется с системой жизнеобеспечения космического корабля или станции на поверхности другой планеты. Углекислый газ, получившийся в результате дыхания астронавтов, собирается и закачивается в оранжерею, где он поглощается растениями, вырабатывающими кислород и производящими продукты питания.
Необходимая растениям вода также циркулирует по замкнутому контуру, на каждом цикле обогащаясь кислородом и минеральными веществами, усваивающимися растениями через их корневую систему. Необходимая для функционирования оранжереи вода может быть привезена с Земли, а может быть получена и из местных источников, к примеру, залежей льда под поверхностью, в случае наличия таковых.

Замкнутая экосистема оранжереи тщательно рассчитана таким образом, чтобы максимально соответствовать условиям, в которых растут и плодоносят растения на Земле. В настоящее время в рамках вышеупомянутого проекта все еще продолжаются исследования того, какие именно растения, семена, питательные вещества и т.п. подходят для использования на Луне и Марсе наилучшим образом.
Растения в оранжереях должны быть защищены от космической радиации, которая воздействует на поверхность планет с отсутствующей или тонкой атмосферой. Скорее всего такие оранжереи будут развертываться в подземных помещениях, находящихся на достаточной глубине. В таких условиях растениями будет требоваться искусственное освещение и ученые уже добились успеха со светодиодным освещением, спектр которого максимально приближен к естественному спектру, и с так называемыми концентраторами света, в которых используются "связки" из оптоволоконных световодов, которые направляют внутрь оранжерей естественный свет с поверхности планеты.

И в заключение следует отметить, что все эксперименты с космическими оранжереями проводятся сейчас на Земле. Однако, астронавты в рамках проекта Veggie Plant Growth System уже проводили некоторые эксперименты с выращиванием растений и пищи в космосе, на борту Международной космической станции в 2014 году.
|
|
Создан интерфейс нового типа, позволяющий просто и эффективно управлять действиями роботов |

Управление действиями роботов, традиционно, осуществляется при помощи компьютера с мышью или специализированного контроллера, напоминающего пульт дистанционного управления радиоуправляемыми моделями. Используя элементы управления на пульте или движения мышью по экрану компьютера, человек-оператор управляет движениями робота и его исполнительных органов, имеющих шесть степеней свободы, действуя в трех пространственных измерениях. Качественное управление роботом при таком подходе требует наличия у оператора достаточного опыта в этом деле, который набирается только при помощи достаточно длительного процесса обучения и тренировок.
Но в ближайшем будущем различные робототехнические устройства должны прочно войти в нашу повседневную жизнь. И для этого будет требоваться, чтобы управление их действиями было не сложнее, чем управление работой простейших бытовых приборов. В связи с этим многие исследовательские группы работают над разработкой интерфейсов новых типов, назначением которых является упрощение процесса управления роботами. Не так давно мы рассказывали о такой системе, разработанной в Нью-Йоркском университете (New York University), в которой используется мобильный телефон или планшетный компьютер с камерой и специализированная система дополненной реальности.
Разработка подобной системы была закончена недавно и специалистами из Технологического института Джорджии. Во многом функции этой системы схожи с функциями системы, о которой было упомянуто чуть выше, обе системы позволяют просто указать роботу объект и обозначить операцию, которую с ним необходимо выполнить. А более примитивные действия, такие, как перемещения самого робота и его исполнительных органов, выполняются автоматически при помощи использования библиотеки стандартных алгоритмов.
Метод управления, используемый специалистами из Джорджии, основан на использовании всего одной камеры, установленной на роботе, данные от которой используются для составления трехмерной карты окружающей среды. Все остальное делается сложными алгоритмами, работающими в процессоре системы управления роботом, который сам определяет форму объекта воздействия, точки его захвата и траектории перемещения.
"Более того, система управления роботом на основе имеющихся данных может вынести предположения о форме объекта в тех областях, которые не попадают в поле зрения его камеры или скрыты другими объектами" - пишут исследователи, - "Это делается таким же образом, как это делает человек, представляя себе заднюю часть бутылки, к примеру, когда он смотрит на нее спереди".
Для испытаний эффективности работы нового интерфейса управления исследователи привлекли студентов, которые никогда не имели дела с роботами и их управлением. Перед студентами была поставлена задача выполнить при помощи робота определенные действия, используя традиционный способ управления в одном случае, и новый интерфейс - в другом. На выполнение задачи отводилось достаточно мало, около двух минут времени, и, выполняя задачу традиционным путем студенты допускали за это время в среднем по четыре грубых ошибки. При использовании нового интерфейса некоторые из студентов изредка допускали максимум одну ошибку, что говорит об эффективности нового подхода.
"Разрабатывая новую систему управления, мы переложили на плечи робота выполнение всех простейших действий" - пишут исследователи, - "И такой подход сработал на все 100 процентов. Люди, не имеющие никакого опыта работы с роботами стали способны эффективно управлять их действиями, производя достаточно привычные им манипуляции и действия мышью на экране компьютера".
А на приведенном ниже видеоролике мы предлагаем нашим читателям самостоятельно ознакомиться с принципами новой системы управления действиями роботов и вынести оценку эффективности ее работы.
|
|
IMEC представляет первый в своем роде самообучающийся нейроморфный чип, способный даже сочинять музыку |

Недавно на технологическом форуме IMEC ITF2017 представители исследовательского и научного центра IMEC, Бельгия, продемонстрировали первый в своем роде самообучающийся нейроморфный чип. Работа этого чипа основана на принципах функционирования головного мозга, а в качестве основной технологии реализации этих принципов выступает "фирменная" технология OxRAM. Благодаря этому чип имеет, пусть и немного ограниченные, способности к самообучению, которых, тем не менее, хватает для сочинения чипом простых музыкальных композиций, что и было продемонстрировано участникам упомянутого выше форума.
Человеческий мозг является идеалом, к которому стремятся все разработчики вычислительных систем. Мозг обладает огромной вычислительной мощностью, потребляя при этом всего несколько десятков Ватт энергии. Создавая новые вычислительные системы, разработчики стараются подражать принципам работы мозга, комбинируя самые современные аппаратные средства со сложным программным обеспечением. В этом направлении работают и исследователи центра IMEC. Они создают своего рода "стандартные блоки" аппаратного и программного обеспечения систем простейшего искусственного интеллекта, который будет обеспечивать в недалеком будущем работу так называемого "Интернета вещей".
Удачная и сбалансированная комбинация аппаратных и программных средств позволила специалистам центра IMEC разместить на относительно небольшом кристалле чипа, потребляющем незначительное количество энергии, функции машинного изучения и самообучения. Используя эти функции, чип самостоятельно проводит ассоциации в наборах "скармливаемых" ему данных. И чем большее количество ассоциаций будет найдено в данных, тем сильней станут связи между отдельными элементами чипа, своего рода электронными аналогами нейронов.
Кристалл чипа изготовлен по 65-нм технологии. На нем присутствуют как элементы традиционной CMOS-логики, так и массивы метало-оксидной резистивной памяти MRAM (metal-oxide resistive RAM), которую специалисты центра называют термином OxRAM. Эта память в 100 раз более эффективна с энергетической точки зрения, нежели другие типы памяти, используемой в нейроморфных чипах. И, благодаря достаточному объему этой памяти, чип может создать и использовать 40 устойчивых ассоциативных связей.
Во время демонстрации чипа на форуме IMEC ITF2017 чип обучился сочинять музыку, получив на вход данные нескольких музыкальных произведений. При этом, все правила, которые были использованы при самообучении и последующем сочинении музыки, чип определил полностью самостоятельно.
"Сейчас у нас уже имеются необходимые аппаратные средства, набор программного обеспечения и среда программирования, которые позволят продвинуть далеко вперед область нейроморфных вычислений" - рассказывает Прэвин Рэгэвэн (Praveen Raghavan), сотрудник центра IMEC, - "И теперь мы получили возможность создания на базе новых чипов сложных интеллектуальных систем. При этом, уровень интеллекта системы будет расти в квадратичной или даже экспоненциальной зависимости от количества включенных в нее нейроморфных чипов".
|
|
Объявлены победители "автоматизированного" художественного конкурса RobotArt 2017 |

Не так давно мы рассказывали нашим читателям о необычном художественном конкурсе RobotArt, в рамках которого оцениваются художественные работы, выполненные роботами под управлением людьми, роботами под управлением сложного программного обеспечения и систем искусственного интеллекта. В соревновании этого года приняло участие 38 команд из 10 разных стран, которые представили на суд общественности и жюри около 200 работ. И буквально на днях члены жюри конкурса определились со своим выбором и опубликовали список его победителей.
Победители конкурса определялись не только мнением жюри, в котором присутствовали профессиональные художники, критики и технологи. Значимый вес в этом деле имело мнение общественности, которое начинало учитываться после того, как в пользу того или иного художественного произведения высказывалось более 3 тысяч человек на специальной странице сервиса Facebook.
Итак, ниже мы представляем Вам десятку победителей конкурса RobotArt 2017, а с полным списком победителей, участников и их работами можно ознакомиться на официальном сайте конкурса.
Победитель - Winner - PIX18 / Creative Machines lab

Команда из Колумбийского университета, которая удостоилась первого места в конкурсе, использовала робота под названием PIX18. Это уже робот третьего поколения из серии, способной создавать оригинальные художественные произведения при помощи традиционных кистей и масляных красок.
2-е место - CMIT ReART

Система ReART для создания художественного произведения использует целый набор осязательных функций, пытаясь максимально подражать работе художника, рисующего картину. Система отслеживает положение кисти, силу нажатия и множество других параметров. Этот проект, созданный исследователями из университета Казетсат (Kasetsart University), Таиланд, был разработан в рамках более масштабного проекта, целью которого является создание технологий контроля и высокоточного управления робототехническими системами.
3-е место - CloudPainter

CloudPainter представляет собой одно из самых сложных устройств, работы которого приняли участие в конкурсе. Используя искусственный интеллект и технологии глубинного изучения, система CloudPainter во время работы принимает так много отдельных творческих решений, насколько это возможно. "А художник обычно принимает только одно единственное такое решение - решение приступить к началу рисования картины" - пишут исследователи.
4-е место - e-David

e-David представляет собой самообучающуюся автоматизированную художественную систему, которая использует визуальную обратную связь, позволяющую машине увидеть результаты своей деятельности и сравнить их с желаемым результатом. Это, в свою очередь, позволяет роботу, который является "умным" вариантом промышленного сварочного робота, исправлять допущенные им ошибки и проводить оптимизацию создаваемой картины.
5-е место - JACKbDU

Система JACKbDU была разработана специалистами из Шанхайского филиала Нью-Йоркского университета. Основным "действующим лицом" этой системы является мобильный робот, оснащенный специальными колесами, позволяющими ему передвигаться абсолютно в любом направлении. А результатами творчества этого робота являются "пикселизированные" изображения, размером 175 на 175 сантиметров.
6-е место - HEARTalion

HEARTalion является проектом Хальмстадского университета, Швеция, целью которого является распознавание и отображение эмоционального состояния человека. Необходимые ей для этого данные система получает при помощи интерфейса мозг-компьютер, а робот пытает передать определенные им эмоции человека в визуальном виде. Отметим, что для "визуализации" эмоционального состояния используются модели и образы, составленные при помощи двух местных профессиональных художников - Питера Уохлбека (Peter Wahlbeck) и Дэна Куна (Dan Koon).
7-е место - Late Night Projects

Проект Late Night является независимым проектом, реализуемым одним из инженеров-электронщиков. В нем используется простейшее рисовальное устройство, способное работать в трех основных координатах, и все, что оно делает, является всего лишь интерпретацией входных данных. Система не оснащена ни камерами, ни другими датчиками, обеспечивающими визуальную обратную связь. Но это не мешает ей смешивать и эффективно использовать акварельные краски.
8-е место - Wentworth Institute of Technology

Используя точность движений, как одно из главных преимуществ "автоматизированного художника", специалисты этого проекта разработали систему, создающую картину крошечными и тщательно выверенными мазками кисти. Этот проект является единственным, код программного обеспечения которого находится в открытом доступе, и каждый желающий может использовать все это для реализации собственного творческого потенциала.
9-е место - CARP

10-е Место - BABOT

BABOT является проектом-экспериментом исследователей из Массачусетского технологического института. Интересен тот факт, что манипулятор и основа конструкции этого робота-художника был изначально декоративной вешалкой для одежды, к которой затем были добавлены другие компоненты - щетка от автомобильного стеклоочистителя, элементы беспроводного управления с игровым контроллером и некоторые другие вещи. Несмотря на необычность конструкции, BABOT оснащен качественно работающей системой с возможностями к самообучению, благодаря которой робот способен приобрести собственные художественные навыки и использовать их с максимальной эффективностью.
|
|
Корейские ученые учат роботов управлять живыми существами |

Даже с учетом больших успехов, сделанных в области робототехники за последние годы, современные роботы имеют целый ряд ограничений. Реализация возможности эффективного передвижения роботов в изменяющихся условиях окружающей среды, на которое тратится разумное количество дефицитной энергии, относится к разряду одной трудноразрешимых задач. С другой стороны, природа уже давным-давно сделала все возможное, и исследователи из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) придумали, как можно использовать живых существ в роли импровизированных "транспортных средств" для роботов.
Робот, о котором сейчас пойдет речь, не очень похож на традиционного робота в нашем понимании. Скорее всего его можно назвать электронно-механическим устройством, закрепленным на верхней части панциря водоплавающей черепахи. Для управления движением черепахи у этого робота имеется подвижная линейка с красными светодиодами и трубочка, через которую робот выдает черепахе поощрительный приз в виде еды.
Для того, чтобы получить возможность управления черепахой при помощи вспышек красного света, корейские ученые произвели процесс их предварительной дрессировки, направленной на создание у живого существа устойчивых ассоциаций вспышек красного света с получение приза. "Сидящий" на спине черепахи робот включал светодиоды и подкармливал едой черепаху в случае, если она начинала двигаться в нужном направлении. В процессе обучения было задействовано пять пар робот-черепаха и с каждой тренировкой черепахи четче и быстрее реагировали на команды робота.
Об эффективности такого способа можно судить, просмотрев приведенный ниже видеоролик. Робот и черепаха, помещенные в сосуд с водой, должны были совместными усилиями пройти через пять контрольных точек. И, как можно убедиться, этой "странной парочке" удалось справиться с поставленной задачей в полной мере.
"В природе существует множество видов животных, которым можно надрессировать соответствующим образом и использовать в качестве "транспорта" для животных" - рассказывает Да-Гун Ким (Dae-Gun Kim), исследователь из института KAIST, - "При этом, можно использовать различные виды животных, птиц, рыб и т.п. для решения задачи разного типа".
А в ближайшем будущем ученые из KAIST собираются разработать технологию, которая позволит частично или полностью снабжать робота необходимой ему энергией, используя энергию движений контролируемого им живого существа.
|
|
Ученые установили рекорд разрешающей способности, "нарисовав" электронным лучом элементы, размером в один нанометр |

Использование электронно-лучевой литографии (electron-beam lithography, EBL) по отношению к специальным чувствительным материалам является одним из основных методов производства в современных нанотехнологиях. Когда размеры элементов материалов со сложной структурой (метаматериалов) уменьшается и переходит с макроуровня на наноуровень, до уровня отдельных молекул и атомов, свойства материала, такие, как химическая активность, удельная электро- и теплопроводность, уровень взаимодействия со светом резко изменяются.
Существующие технологии электронной литографии обеспечивают производство материалов с размерами элементов их структуры порядка 10-20 нанометров. Методы, которые позволяют получить еще меньшие размеры элементов, требуют наличия ряда специфических условий, что резко ограничивает область их практического применения или кардинально увеличивает время обработки материала.
Именно поэтому ученые все время продолжают поиски новых технологий, способных перешагнуть нанометровый барьер при производстве метаматериалов. И серьезных успехов в этом деле удалось добиться группе из Центра функциональных наноматериалов (Center for Functional Nanomaterials, CFN) Национальной лаборатории Брукхейвена (Brookhaven National Laboratory). Для реализации технологии электронно-лучевой литографии они использовали просвечивающий электронный микроскоп, луч которого был направлен на пленку из поли- метакрулата метила (poly(methyl methacrylate), PMMA).
Помимо использования электронного микроскопа, ученые использовали так называемый "генератор образов", электронную систему, перемещающую электронный луч, сфокусированный до размера в несколько атомов, строго по контуру объекта, рассчитанного при помощи специализированного программного обеспечения. В результате использования всего перечисленного выше ученым удалось создать материал со сложной структурой, элементы которой имели размер в 1 нанометр при расстоянии между отдельными элементами в 11 нанометров. Это можно считать своего рода рекордом плотности элементов, который составил около одного триллиона на квадратный сантиметр.
"Мы превратили инструмент съемки в инструмент рисования, которые стал способен не только получать снимки с атомарной разрешающей способностью, но и создавать структуры с такой же разрешающей способностью" - рассказывает Аарон Стайн (Aaron Stein), старший научный сотрудник CFN.
Измерения, проведенные по отношению к образцам созданного сложного материала, показывают почти 200-процентное сокращение размеров элемента (с 5 до 1.7 нанометра) и 100-процентное увеличение плотности элементов (от 0.4 до 0.8 триллиона образов на квадратный сантиметр), а интервал между элементами был сокращен с 16 до 11 нанометров по сравнению с образцами материалов, созданными ранее при помощи других технологий.
В своей дальнейшей работе ученые планируют использовать новую технологию для изучения свойств сложных материалов, имеющих нанометровые размеры элементов их структуры. В первую очередь подопытным материалом станет кремниевый полупроводник, электронные и оптические свойства которого должны кардинально измениться при переходе на субнанометровый уровень.
|
|
Голосовой помощник Cortana получил голографический "аватар" |

Некоторые из людей уже давно оценили возможности, предоставляемые им голосовыми помощниками типа Cortana и Siri, работа которых основана на принципах искусственного интеллекта. И, если не обращать внимания на некоторые аспекты общения с голосовым помощником, можно представить себе некое разумное существо, которому не хватает только одного - реального воплощения. Эту ситуацию постарался исправить умелец по имени Джарем Арчер (Jarem Archer), который оснастил помощника Cortana из операционной системы Windows 10 полностью функциональным голографическим "аватаром".
Отметим, что Арчеру пришлось попотеть над всем этим. И проблема заключается не только в создании аппаратных средств для голографического экрана, все дело заключается в том, что помощник Cortana не разрабатывался изначально с прицелом на возможность такого использования.
В качестве компьютера для голографической системы Арчер из-за ограничений в размерах использовал одноплатную систему форм-фактора Mini-ITX с четырьмя гигабайтами ОЗУ, на которой могла работать система Windows 10. В качестве основы голографического дисплея использовался малогабаритный USB-дисплей, над поверхностью которого были установленный три стеклянные панели, расположенные под определенным углом друг относительно друга. Такой принцип мы уже видели неоднократно и он позволяет получить достаточно качественное голографическое изображение, видимое с различных углов.
Как уже упоминалось выше, в процессе создания программного обеспечения для "аватара" Арчер столкнулся с рядом проблем. Во-первых, компания Microsoft не снабдила Windows 10 соответствующим программным интерфейсом (API), позволяющим отследить процесс запуска, активации, деактивации и других действий помощника Cortana. Поэтому Арчеру пришлось прибегнуть к целому ряду хитрых программных уловок для того, чтобы получить всю необходимую информацию. Кроме этого, Арчер использовал технологии обнаружения и распознавания лиц для того, чтобы адаптировать голографическое изображение в соответствии с положением пользователя, его головы и направления взгляда.
Результат, с которым можно ознакомится на приведенном ниже видеролике, вполне впечатляет. И совершенно непонятно почему компания Microsoft, имеющая для такого более широкие возможности, нежели "народный умелец", не сделала до сих пор ничего подобного.
|
|
WiGait - беспроводная система, способная контролировать буквально каждый шаг человека |

В течение последних нескольких лет единственным способом, при помощи которого можно было контролировать уровень своей физической активности, было ношение миниатюрного устройства, которое получило название "фитнесс-трекер". Однако, исследователи из Лаборатории информатики и искусственного интеллекта (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) Массачусетского технологического института придумали новый способ контроля, не требующий ношения каких-либо электронных устройств и делающий это при помощи невидимых радиосигналов.
Исследователи из Массачусетса разработали новое устройство под названием WiGait, которое внешне очень напоминает обычный Wi-Fi-роутер, повешенный на стену. Это устройство излучает радиосигнал, мощностью в сто раз ниже уровня радиосигнала, излучаемого мобильным телефоном. Улавливая отраженный от тела человека сигнал, устройство WiGait может определить скорость движения человека и даже распознать некоторые его движения.
Испытания технологии WiGait показали, что это устройство способно измерить скорость и длину шага с высокой точностью в 85 процентах случаев, оно также может отслеживать перемещения нескольких людей в одно и то же время. И это позволит создать систему контроля передвижений, которая, при помощи хранящихся в базе данных, сможет идентифицировать по особенностям походки каждого конкретного человека.
Но не создание системы тотальной слежки и контроля было основной целью исследователей из Массачусетса. Известно, что походка человека является одним из индикаторов состояния здоровья. Такие заболевания, как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и болезнь Альцгеймера оказывают на походку человека очень сильное влияние, делая ее менее координированной и менее энергичной.
Исследователи предлагают использовать устройства WiGait в жилых помещениях, в учреждениях социальной защиты, в санаториях и медицинских учреждениях для контроля перемещения пожилых жильцов, посетителей или пациентов. Собираемые системой данные позволят отследить изменения походки человека в течение длительного времени, что может указывать косвенным образом на эффективность лечения и принятых профилактических мер.
Практическое использование системы WiGait не требует ношения человеком какого-либо электронного устройства, которое необходимо заряжать каждый день и синхронизировать с мобильным телефоном или компьютером. Ну а "невидимая" природа осуществляемого системой контроля позволит сделать ее дополнением к существующим системам контроля и безопасности.
|
|
Видео из 100 тысяч кадров, являющееся результатом работы прогнозирующего алгоритма |

Прогнозирующие алгоритмы достаточно часто используются для коррекции ошибок или для заполнения пауз, которые возникают при трансляции видео или аудио через Интернет. Такие алгоритмы сами могут генерировать недостающие кадры, основываясь на данных предыдущих изменений в транслируемом видеоряде. Но работает это все достаточно хорошо в случае отсутствия небольшого количества кадров, максимум нескольких десятков. А некто Дамиен Генри (Damien Henry) решил посмотреть, как сработает прогнозирующий алгоритм, если его заставить сгенерировать 100 тысяч кадров подряд.
В своем эксперименте, результат которого можно посмотреть на приведенном ниже видеоролике, Дамиен Генри дал на вход прогнозирующего алгоритма, предназначенного именно для обработки видео, один кадр. И все дальнейшее, как можно в этом убедиться, напоминало процесс неоднократного создания очередной фотокопии с предыдущей. Тем не менее, алгоритму удалось создать 56-минутное видео, большая часть которого напоминает кадры съемки низкокачественной цифровой камерой из окна автомобиля, двигающегося на высокой скорости.
Конечно, вряд ли может найтись человек, способный просмотреть, не заснув при этом, весь видеоролик с начала до конца. Но, смеем вас заверить, в этом видео часто встречаются весьма неожиданные и интересные моменты, на которые можно наткнуться, запасшись некоторым терпением и тыкая случайным образом в полосу положения момента воспроизведения.
Серьезные прогнозирующие алгоритмы, в основе которых лежать технологии машинного изучения, являются достаточно мощным и полезным инструментом в технологиях обработки сигналов, видео- и аудиоинформации. Именно на этих принципах базируется технология, разработанная в компании Google, которая позволяет создать короткие видеоролики, используя фотоснимок в качестве исходных данных. А в будущем использование подобных алгоритмов позволит людям без особых трудностей создавать целые миры для виртуальной реальности или создавать собственные видеофильмы, не нуждаясь в бюджете, сопоставимом с бюджетом голливудского блокбастера.
|
|
Гравитационные волны могут стать инструментом для обнаружения параллельных измерений |

Ученые-физики уже очень давно задаются вопросом, почему силы гравитации настолько слабы по сравнению с другими фундаментальными силами? Некоторые из теорий, таких, как теория струн, которые пытаются связать воедино понятие гравитации и квантовые эффекты, требуют наличия дополнительных измерений, в которых рассеивается большая часть проходящих через них сил гравитации. Обнаружение доказательств существования дополнительных измерений позволит ученым определить истинную природу гравитации, связать ее с квантовой физикой и найти более достоверное объяснение тому, почему Вселенная расширяется ускоряющимся темпом, нежели чем существование какой-то темной энергии и материи.
Однако, обнаружение следов существования дополнительных измерений само по себе является большой научной проблемой. Ученые подозревают, что факты существования этих измерений проявляются лишь на самом маленьком, квантовом уровне, и, поэтому, тот, кто ищет дополнительные измерения, должен быть сам очень и очень маленьким. Сейчас ученые возлагают надежды на эксперименты, проводимые в недрах Большого Адронного Коллайдера, поведение частиц в котором может дать подсказки об измерениях, помимо основных четырех, которые можем ощущать мы с вами.
Тем не менее, у ученых в последние годы появилась еще одна возможность для обнаружения параллельных измерений, параллельных вселенных и других подобных таинственных вещей. Эту возможность предоставляет им открытие в 2015 году гравитационных волн, искривлений пространственно-временного континуума, вызванных самыми высокоэнергетическими событиями во Вселенной, столкновениями черных дыр и взрывами сверхновых. Так, как гравитационные волны должны распространяться и через параллельные измерения, то они должны нести в себе некоторое количество информации об этих измерениях.
Сейчас Густаво Лусена Гомес (Gustavo Lucena Gomez) и Дэвид Андриот (David Andriot), ученые из института Гравитационной физики Макса Планка в Германии, намереваются вычислить, каким образом прохождение гравитационных волн через дополнительные измерения должны затронуть их форму и другие их параметры, которые люди научились измерять только в последнее время. Составленные учеными математические модели уже указали им на две специфичные особенности, в которых может быть заключена информация о дополнительных измерениях - высокочастотные гармоники низкочастотных гравитационных волн и эффекты "растяжения" пространства этими волнами.

К сожалению, современные гравитационные обсерватории неспособны к регистрации высоких частот гравитационных волн, все они работают в более низкочастотном диапазоне. С этой точки зрения второй вышеупомянутый эффект более подходит для практического использования. "Если дополнительные измерения существуют в нашей Вселенной, они влияют на процесс искривления пространства гравитационными волнами" - рассказывает Густаво Гомес, - "В таком случае будет возникать искривление пространства, которое будет отличаться от искривления, вызываемого "идеальными" гравитационными волнами в "идеальной" вселенной, где нет дополнительных измерений".
Согласно теории, гравитационные волны должны искривлять пространство подобно растяжению круглой резинки. Вначале круглое кольцо этой резинки превращается в эллипс, более длинный в одном направлении и более короткий - в перпендикулярном. А затем это все возвращается к изначальной форме, как отпущенная резинка. Существование дополнительных измерений должно проявиться в виде искажений формы идеального эллипса в момент максимальной амплитуды гравитационной волны, кроме этого они могут придавать искажениям пространства характер "дыхания", подобный расширению и сокращению легких человека в процессе дыхания.
"Когда в нашем распоряжении появятся дополнительные и высокочувствительные датчики, мы сможем зафиксировать "дыхание" пространственно-временного континуума, которое может быть вызвано существованием дополнительных измерений или параллельных вселенных" - рассказывает Густаво Гомес.
Тем не менее, обнаружение "дыхания" пространственно-временного континуума может быть объяснено и с точки зрения других имеющихся нестандартных теорий о природе гравитации. А наличие высокочастотных гармоник гравитационных волн, по мнению ученых, более однозначно укажет на наличие дополнительных измерений. А нам с вами остается только дождаться момента, когда на свете появятся инструменты, способные регистрировать высокочастотные гравитационные колебания.
|
|
Компания General Atomics провела первые успешные стрельбы управляемыми снарядами из рельсотронной пушки |

Известная компания General Atomics не так давно провела очередные стрельбы из рельсотронного орудия Blitzer, энергия выстрела которого составляет сейчас 3 мегаджоуля. Но не это самое интересное, самым интересным является то, что для стрельбы использовался первый в своем роде управляемый снаряд. Этот снаряд, подвергающийся в момент выстрела воздействию ускорения в 30 тысяч g и разгоняющийся до скорости в 5 Махов (6 125 километров в час), оснащен системой Guidance Electronics Unit (GEU), в состав которой входят навигационные датчики, устройства беспроводной связи, процессоры и исполнительные элементы, позволяющие управлять направлением полета снаряда.
В области военной техники рельсотронные орудия рассматриваются в качестве перспективной замены обычным артиллерийским системам. Снаряды, летящие со скоростью, в несколько раз быстрее скорости звука, тяжело не то, что перехватить, их просто тяжело обнаружить. При этом, снаряду не нужно нести заряд взрывчатого вещества, для поражения даже хорошо бронированной цели вполне достаточно кинетической энергии самого снаряда.
Рельсотронное орудие Blitzer, как и все электромагнитные орудия, использует для стрельбы только электрическую энергию, предварительно накапливаемую в специальных батареях быстродействующих электрических конденсаторов. Эта энергия, направленная в рельсы орудия и его электромагниты, разгоняет снаряд с ускорением до 60 тысяч g, и для сохранения целостности самого снаряда используется специальная защитная оболочка, которая сбрасывается после того, как снаряд покидает ствол орудия. Энергии снаряда, выпущенного из орудия Blitzer, достаточно для того, чтобы он пролетел еще 6.5 километров после того, как он пробил лист броневой стали, толщиной 3.2 миллиметра.
Помимо работы "пакета" электроники внутри снаряда, во время испытательных стрельбы была проведенная проверка работы системы непрерывной двухсторонней связи между снарядом и оборудованием центра управления стрельбой. Помимо этого, управляемые снаряды имеют несколько отличную от предыдущих вариантов форму, что позволяет им сохранить структурную целостность при высоком ускорении.
В настоящее время специалисты компании General Atomics работают над новой системой накопления энергии High Energy Pulsed Power Container (HEPPC). В недалеком будущем эта система позволит орудию Blitzer использовать при выстреле в два раза большую энергию, нежели используют другие импульсные электромагнитные системы. А компактные размеры новой силовой системы позволят использовать рельсотронные орудия в мобильном варианте как на земле, так и на море.
"В скором будущем мы проведем ряд испытаний, используя орудие Blitzer, которое будет обеспечивать энергию выстрела уже в 10 мегаджоулей" - рассказывает Ник Бучи (Nick Bucci), один из руководителей подразделения Electromagnetic Systems (GA-EMS) компании General Atomics, - "И с каждым следующим выстрелом мы будем совершенствовать все технологии, пока не получим реальную рельсотронную артиллерийскую систему многоразового использования, годную для применения на суше и на море".
|
|
НАСА начинает криогенные испытания конструкции телескопа James Webb Space Telescope |

Не так давно специалисты НАСА начали проведение заключительного испытания конструкции нового телескопа James Webb Space Telescope при криогенной температуре. Эти испытания проводятся в низкотемпературной камере Космического центра НАСА имени Джонсона, куда телескоп был доставлен из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда. Сейчас телескоп уже находится в камере при низкой температуре и он будет находиться там в течение 100 дней, вплоть до момента начала его "упаковки" и подготовки к запуску.
Телескоп, состоящий из множества электронных узлов и оптических компонентов, попав в космос, будет подвергаться воздействию целого ряда факторов. В конце концов телескоп окажется на удалении более полутора миллионов километров от Земли, где он, находясь в вакууме и в тени от света Солнца, будет подвергаться длительному воздействию чрезвычайно низких температур. Именно такие условия и воссозданы сейчас в низкотемпературной вакуумной камере Chamber A Центра имени Джонсона. Отметим, что камера Chamber A использовалась в свое время для испытаний конструкции космических кораблей программы Apollo.
Если испытания конструкции телескопа James Webb Space Telescope пройдут без каких-то неожиданностей, телескоп снова будет погружен в транспортный контейнер и отправлен в Калифорнию, где будет проведена окончательная сборка его конструкции и упаковка его в капсулу. В таком виде телескоп будет находиться вплоть до момента его запуска, который запланирован на 2018 год, а специалисты НАСА будут заняты все это время проведением непрерывного предполетного тестирования всех его систем.
И в заключение следует заметить, что телескоп James Webb Space Telescope считается преемником нынешнего космического телескопа Hubble. Имея гораздо большие возможности, нежели его предшественник, новый телескоп будет служить в качестве основного астрономического инструмента, при помощи которого будут вестись поиски ответов на некоторые фундаментальные вопросы и загадки Вселенной, изучение далеких экзопланет и многое другое.
|
|
Компания Improbable планирует создать реальный аналог "Матрицы", огромную цифровую модель реального мира |

Молодая компания Improbable из Великобритании, специализирующаяся на разработке программного обеспечения для виртуальных миров, недавно получила финансирование в размере 502 миллионов долларов от известной японской компании SoftBank. Но самым интересным является то, что целью столь огромной инвестиции является создание своего рода аналога "Матрицы", самой большой и самой точной на сегодняшний день цифровой модели окружающего нас реального мира.
Компания Improbable была организована в 2012 году Германом Нарулой (Herman Narula) и Робом Вайтхед (Rob Whitehead), выпускниками Кембриджского университета. Как уже упоминалось выше, компания специализируется на разработке программного обеспечения, позволяющего создавать и "оживлять" сложные и интерактивные виртуальные миры. Сейчас разработанные технологии уже используются в компьютерных играх, но сложнейший мир создаваемой "Матрицы" будет использоваться правительственными организациями и предприятиями промышленного сектора для проведения различных экспериментов в виртуальной реальности.
Основной программный продукт, выпускаемый компанией Improbable, называется SpatialOS, на базе которого уже сделаны некоторые компьютерные игры, такие, как Worlds Adrift и MetaWorld. Но эта система является гибкой и масштабируемой, при желании ее можно запускать на ресурсах, как отдельных серверов, так и целых кластерных вычислительных систем, в недрах которых и будет существовать создаваемая "Матрица".
"Сейчас мы уже работаем над некоторым проектами совместно с телекоммуникационными компаниями, правительственными и промышленными организациями" - пишут представители компании Improbable, - "В рамках этих проектов создаются подробные модели виртуальных миров, к которых используются реальные данные и которые максимально близки к реальному миру. Новая же модель позволит производить более сложное и комплексное моделирование многих взаимосвязанных аспектов существования человеческой цивилизации, транспортной инфраструктуры, телекоммуникационных сетей, обеспечения работы парков автономных транспортных средств и т.п.".
|
|
НАСА представляет футуристический транспорт для марсианской экспедиции, оснащенный мобильной лабораторией |

Специалисты компании Parker Brothers Concepts, изготавливающей футуристические и концептуальные транспортные средства для киноиндустрии, с конца 2016 года занимались созданием концепта транспортного средства для передвижений по поверхности других планет членов космических экспедиций. В результате этого на свет появилось нечто, весьма напоминающее Batmobile, фантастический автомобиль, на котором ездил Бэтмен, герой известной серии фантастических фильмов. Марсианский транспорт имеет шесть колес, его кузов и остальные узлы изготовлены исключительно из углеродного волокна и алюминия, а передвигается он за счет энергии солнечных лучей.

В кабине этого космического "джипа" могут разместиться четыре астронавта. А его задняя часть представляет собой автономную лабораторию, которую можно отсоединить от транспортного средства, предоставив ей возможность проведения ряда исследований в автоматическом режиме. К сожалению, этому транспортному средству не суждено будет побывать ни на Марсе, ни на другой планете. В настоящее время ровер демонстрируется в Космическом центре НАСА имени Кеннеди во Флориде, а позже он будет использован в рамках тура "Summer of Mars", организованного НАСА в образовательных целях.
Каждое из шести колес марсохода имеет диаметр 1.3 метра и ширину 75 сантиметров. Колеса состоят из отдельных сегментов, что должно повысить проходимость ровера и не дать ему завязнуть в марсианских песках. Ровер имеет длину в 8.5 метров, ширину - 4 метра, высоту 3.4 метра и может развивать скорость по ровной поверхности от 90 до 110 километров в час. Пока он еще не был официально взвешен, но разработчики оценивают, что вес транспортного средства составляет приблизительно 2250 килограмм.

Для того, чтобы построить марсоход, братьям Паркер потребовалось пять месяцев. В этом деле были задействованы сами братья, Марк и Шэнон, и несколько работников компании, которые работали от 12 до 14 часов семь дней в неделю, начиная с конца прошлого года.
И в заключение следует отметить, что данная работа хоть и была выполнена по заказу НАСА, но не финансировалась космическим агентством. Финансирование работ было собрано из нескольких источников, среди которых были коммуникационные компании и сети кабельного телевидения. Вполне вероятно, что из-за этого братья Паркер не делятся ни с кем информацией о том, сколько было затрачено на создание ровера и в какую сумму обойдется НАСА его участие в туре "Summer of Mars".
|
|
Создан мобильный строительный трехмерный принтер, прототип принтеров, которые будут возводить сооружения на других планетах |

На страницах нашего сайта мы уже неоднократно рассказывали о технологиях строительной трехмерной печати, при помощи которых можно быстро и недорого возводить достаточно большие здания и сооружения. Используемые в строительстве трехмерные принтеры являются достаточно большими, тяжелыми и сложными установками, но принтер, который должен быть отправлен на другую планету для строительства помещений космических баз на ее поверхности, должен быть достаточно компактным, мобильным и иметь независимый источник энергии. Свой вариант предоставили на суд общественности специалисты из Массачусетского технологического института, разработанный ими принтер удовлетворяет всем перечисленным требованиям, сохраняя возможность возведения зданий больших размеров и практически произвольной формы.

Новый принтер состоит из двух независимых манипуляторов, большого, похожего на стрелу телескопического подъемного крана, и малого, на котором установлено собственно головка принтера и который обеспечивает достаточно высокую точность позиционирования. Большой манипулятор устанавливается на платформе, которая может быть жестко закреплена на поверхности или может быть установлена на подвижной платформе, что позволяет принтеру возводить сооружения сколь угодно большого размера.
На малый манипулятор может быть установлена головка, позволяющая печатать различными строительными материалами, начиная от строительной пены и заканчивая быстрозатвердевающим бетоном. В принципе такой принтер можно приспособить и для использования строительного материала, изготовленного из материала, собранного на поверхности другой планеты. А необходимая для этого печатающая головка и какие-нибудь дополнительные элементы могут быть изготовлены на месте при помощи меньшего трехмерного принтера, способного печатать металлические изделия.

В качестве демонстрации возможностей своего принтера исследователи возвели полусферический купол, диаметром 15 и высотой в 2.5 метра. В качестве строительного материала использовалась полиуретановая пена, между слоями которой, в принципе, можно было залить более прочный конструкционный материал, к примеру, бетон или специализированный строительный раствор. И на возведение этого купола было потрачено 14 часов времени, достаточно большая часть которого ушла на ожидание затвердевания слоя пены.
В случае демонстрации снабжение принтера энергией осуществлялось при помощи мобильного генератора. Однако, установленная сверху принтера-робота панель солнечной батареи говорит о том, что установка может работать и на солнечной энергии. Правда ее производительность, в таком случае, не сможет сравниться с производительностью в режиме непрерывного энергоснабжения. Ведь для выполнения определенного количества работы сначала потребуется накопить необходимое количество энергии в аккумуляторных батареях.

"В конце концов мы придем к созданию полностью автономного строительного трехмерного принтера, который можно будет отправить на Луну, на Марс или в Антарктику" - рассказывает Стивен Китинг (Steven Keating), ведущий разработчик, - "Работая там на протяжении нескольких месяцев или лет, такой робот, совместно с другими роботами, построит помещения базы, готовые принять прибывающих туда людей".
|
|